Exoplaneta maciço que orbita uma pequena estrela põe em causa as teorias de formação de planetas
O planeta, com cerca da massa de Neptuno e mais de 13 vezes mais maciço do que a Terra, foi detectado em órbita de uma estrela anã M ultra-fria chamada LHS 3154 - que é nove vezes menos maciça do que o nosso Sol. Uma estrela anã M é o tipo de estrela mais pequeno e mais frio.
O planeta - denominado LHS 3154b - gira em torno da estrela, completando uma órbita em cada 3,7 dias terrestres, o que o torna o planeta mais maciço conhecido numa órbita próxima de uma das estrelas mais frias e de baixa massa do Universo, de acordo com um novo estudo publicado na quinta-feira na revista Science. Este estudo altera a forma como os cientistas compreendem a formação de sistemas planetários.
"Esta descoberta mostra bem o quão pouco sabemos sobre o Universo", disse o coautor do estudo Suvrath Mahadevan, Verne M. Willaman, professor de astronomia e astrofísica na Penn State, num comunicado. "Não esperávamos que existisse um planeta tão pesado à volta de uma estrela de massa tão baixa".
As estrelas formam-se a partir de grandes nuvens de gás e poeira, e os restos de material criam um disco à volta da estrela, onde mais tarde nascem os planetas. A quantidade de material presente nos discos à volta das estrelas determina a massa dos planetas que se formam à sua volta. E o material do disco depende em grande parte da massa da estrela.
Por exemplo, as pequenas estrelas anãs M são as mais comuns na galáxia da Via Láctea e têm tipicamente pequenos planetas rochosos a orbitá-las, em vez de planetas gigantes gasosos.
"O disco de formação de planetas em torno da estrela de baixa massa LHS 3154 não deverá ter massa sólida suficiente para formar este planeta", disse Mahadevan. "Mas está lá fora, por isso agora temos de reexaminar a nossa compreensão de como os planetas e as estrelas se formam."
A zona habitável
O planeta orbita uma estrela a cerca de 51 anos-luz de distância do Sol e foi descoberto usando o Habitable Zone Planet Finder, ou HPF, instalado no Telescópio Hobby-Eberly do Observatório McDonald, no Texas.
Uma equipa de cientistas liderada por Mahadevan construiu o HPF, que foi concebido para detetar planetas que orbitam na zona habitável de estrelas pequenas e frias. A zona habitável é a distância certa de uma estrela onde um planeta é suficientemente quente para suportar água líquida na sua superfície e potencialmente suportar vida.
A temperatura mais baixa à superfície das estrelas pequenas significa que os planetas podem orbitá-las muito mais de perto e ainda manter elementos frágeis como a água nas suas superfícies. E quando os planetas orbitam de perto as suas estrelas, a força gravitacional entre ambos os corpos cria uma oscilação percetível que o HPF pode detetar em luz infravermelha.
"Pense nisto como se a estrela fosse uma fogueira. Quanto mais a fogueira arrefece, mais nos aproximamos dela para nos mantermos quentes", disse Mahadevan. "O mesmo se passa com os planetas. Se a estrela for mais fria, então um planeta terá de estar mais perto dessa estrela se quiser estar suficientemente quente para conter água líquida. Se um planeta tiver uma órbita suficientemente próxima da sua estrela ultra-fria, podemos detectá-lo ao ver uma mudança muito subtil na cor do espetro da estrela ou da luz, à medida que esta é puxada por um planeta em órbita".
Um puzzle planetário
Com base em modelos e análises, a equipa de investigação acredita que o planeta tem um núcleo pesado que exigiria mais material sólido no disco de formação do planeta do que aquele que provavelmente estava presente em torno da estrela, de acordo com a coautora do estudo Megan Delamer, uma estudante de pós-graduação em astronomia na Penn State.
Os investigadores estimam que a quantidade de poeira no disco teria de ser pelo menos 10 vezes superior à que se encontra tipicamente nos discos em torno de estrelas de baixa massa.
"As nossas teorias actuais de formação de planetas têm dificuldade em explicar o que estamos a ver", disse Delamer num comunicado. "Com base no trabalho de pesquisa atual com o HPF e outros instrumentos, um objeto como o que descobrimos é provavelmente extremamente raro, pelo que a sua deteção foi realmente excitante."
Alguns planetas massivos foram encontrados orbitando estrelas de baixa massa, como o planeta GJ 3512 b descoberto em 2019, mas seus períodos orbitais são muito mais longos e os planetas não orbitam suas estrelas tão de perto.
"O que descobrimos fornece um caso de teste extremo para todas as teorias de formação de planetas existentes", disse Mahadevan. "Foi exatamente para isto que construímos a HPF, para descobrir como as estrelas mais comuns da nossa galáxia formam planetas - e para encontrar esses planetas."
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Fonte: edition.cnn.com
